AIM任务是对地球上独特而又难以捉摸的云的首次详细探索，这些云确实位于“太空边缘”。其他太空和地面测量探测这种不同寻常的现象在地球的某些方面中间层(该地区平流层上方),但很少有人了解如何将这些云层形成两极,为什么他们正在比以往在低纬度地区,或者为什么他们一直增长更明亮、更频繁。一些科学家认为，这些极地中层云可能是人类引起的气候变化的直接结果。
在两年的任务过程中，AIM将首次记录这些云的整个复杂生命周期，从而帮助回答这些问题。有了这些信息，科学家们将能够解决许多关于这些云是如何形成的谜团，并能够更好地预测它们在未来将如何变化。
快速的事实
极地中层云只有在南半球的夏季才会在两极形成，夏季从北半球的5月中旬开始，南半球的11月开始。云的数量和它们的亮度对两极是最高的。北半球的云层比南半球的更频繁，也更明亮。它们通常在83-84公里(50英里)的高度被观测到。
极地中层云，正如那些通过卫星观测研究它们的人所知道的那样，也经常被称为“夜光云”，或夜间发光的云。这是因为它们在地面上被地平线以下的阳光照亮时是可见的，而低层大气则处于地球的阴影中。
1885年，一位业余天文学家首次公开发表了关于夜光云的报告。1969年，杏耀一颗卫星首次在白天观测到了这些云。常规的太空观测始于1982年NASA的太阳中间层探测器。迄今为止的太空观测都是为其他目的而设计的仪器偶然发现的。
目的是观测两个完整的极地中层云季节两极
破译极地中层云的配方
在如此高的海拔，极地中层云的形成并不遵循传统的气象概念，即云是如何在较低的大气中形成的。一种理论认为云粒子是在火山或大气尘埃的“种子”上生长的。这些云似乎是一种相对较新的现象，第一次被报道是在19世纪末喀拉喀托火山爆发后不久。现在已知最亮的云主要由水冰组成，它们的季节性生命周期受到温度、水蒸气、太阳活动、大气化学和云晶体形成的小颗粒之间复杂相互作用的控制。
目的将同时测量所需的主要成分解开太阳周期等自然因素的作用在这些云的形成和气象等人为因素的可能作用的二氧化碳,导致大气低层变暖,但该地区大气冷却。最终，这项研究将提供必要的数据，以确定极地中层云作为地球气候变化的重要指标的作用。
太阳活动周期
极地中层云出现在太阳首先与地球大气相互作用的区域，引起化学和热的变化。在这个高度的太阳辐射可以分解水蒸气分子，从而减少在云层中形成冰晶的水冰数量。在这一过程中起作用的太阳紫外线辐射已知随11年的太阳周期而变化。
卫星观测显示，在两个太阳周期中，太阳紫外线辐射增加，然后这些云的亮度和频率下降。但是，太阳活动的变化发生在云层出现变化的近一年前，这表明这种关系不是一个简单的直接因果关系。目前还不清楚为什么这两个系统会如此不同步。
水汽与温度
要形成这些高空云层，有三件事是必须的:低温、水蒸气和为水的凝结提供表面的小颗粒。最近极地中层云变化的两个主要原因是该地区水汽的增加和温度的降低。气候模型预测，大气中温室气体增加的结果将是低层大气的温度升高，在低层大气中释放的辐射被上层空气“捕获”，而中间层的温度降低，辐射消失到太空中。更低的温度会让更多的冰云颗粒形成。另外，上层大气中水汽的积聚也会导致极地中层云的增加。通过同时测量水蒸气、温度和云层的存在，AIM将使科学家们能够分离出这些因素中哪些是云层形成的关键驱动因素。
了解夏季极地中间层水汽控制的过程，将为了解这些云的形成和演化提供基础。水汽从低层大气向上输送到极地夏季中间层。它也是由平流层和中间层中甲烷的光化学破坏所产生的。
在这些云形成的地区，很少有直接测量水丰度和极地中层云性质的方法。AIM将测量一套完整的水蒸气和导致水形成的关键化学物质的数据，
，这些数据可以作为大气总体运动的示踪剂。这些综合观测结果将对该地区大气中水汽的运动和形成有一个详细的了解。
中间层水蒸气的一个不寻常来源——火箭发动机排出的废气——最近被证明是北极极地中间层云增加的原因(地球物理研究快报，m.h.史蒂文斯等人，2005年7月6日)。1997年8月，航天飞机发射后的废气向北移动，在发射一周后形成了一阵云。然而，来自火箭的水蒸气并不被认为是造成这些云层长期增加的主要原因。
宇宙尘埃粒子
就像大气中其他地方的云一样，极地中气层云形成所需要的一个元素是微小的微粒，水蒸气可以在这些微粒上积聚并成长为冰晶。离地球表面更近的云是由“云凝结核”形成的，这些“云凝结核”可以是海盐雾、沙漠尘埃或其他从表面飘浮出来的物质。在中间层，人们认为落入地球大气层的宇宙尘埃颗粒可能具有同样的作用，尽管这一点尚未得到证实。AIM将能够通过测量低地球轨道上尘埃的数量和变化来确定每天宇宙尘埃粒子的流入在这些云的生命周期中有多重要。当尘埃颗粒进入航天器下方的大气层时，它们会分解，重新形成微小的烟雾颗粒，这些烟雾颗粒可能是水凝结的核心。
AIM航天器上的仪器将测量来袭的尘埃，这些数据将用来估计在云形成的中间层中可用的凝结核的平均数量。科学家们将对宇宙尘埃的总体流入与同一地区云层的发生和亮度进行比较，以确定这种“宇宙种子”对云层形成的影响是否大于温度、水蒸气或其他因素。
全球变化的“矿井里的金丝雀”?
目的是研究太阳和人类引起的上层大气变化的影响。科学家们已经指出了一种可能与全球变化的联系，因为云层变得越来越亮，而且随着时间的推移出现得越来越频繁，而且它们在低纬度地区被观测到的次数比以往任何时候都要少。一个合理的解释是，由于人类活动产生的温室气体在低层大气中积累，云层形成的地方的温度随着时间的推移变得更冷。在大气中，温室气体的积聚导致了冷却。
AIM将通过提供对极地中层云形成的原因以及它们对短期环境变化的反应的更清晰的理解来验证这一假设。来自这次任务的综合数据将允许科学家建立计算机模拟，重现这些云中观察到的变化。有了这些工具，科学家将能够预测未来云层的变化，并了解它们在多大程度上是全球气候变化的指标。
时间发现
AIM上的三个科学仪器将在发射后的几个月内开始传送图像和数据，杏耀平台目前计划在2007年4月发射。首次观测将是在北半球夏季的北极极地中层云季节。然后，科学家们将开始利用计算机对中间层的模拟来分析数据，以更好地理解起作用的许多复杂过程。
